[发明专利]高增益双包层二维阵列光纤及其制作方法

权利要求书

1.一种高增益双包层二维阵列光纤，包括n条纤芯、内包层、外包层及保护涂覆层，其特征在于纤芯为具有单位长度增益大于1dB/cm的稀土掺杂玻璃基质材料，该玻璃基质材料包括磷酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、碲酸盐玻璃、锗酸盐玻璃中的一种或多种，所述纤芯排成规则的M行N列型阵列或者排成星形二维阵列，纤芯之间的间隔和所述阵列外围由与纤芯材料在折射率、膨胀系数和软化温度相匹配的内包层玻璃材料填充包裹，纤芯直径为2～80μm，相邻纤芯之间的中心间距为纤芯直径的2～100倍，纤芯折射率>内包层折射率>外包层折射率；所述M，N为自然数，M×N＝n，n≥2。

2.如权利要求1所述高增益双包层二维阵列光纤，其特征在于所述光纤阵列为圆形、三角形、矩形、D型或六边形。

3.如权利要求1所述高增益双包层二维阵列光纤，其特征在于所述光纤纤芯和内包层为单一组分玻璃或多组分玻璃。

4.如权利要求3所述高增益双包层二维阵列光纤，其特征在于所述内包层玻璃材料包括磷酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、碲酸盐玻璃、锗酸盐玻璃中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的高增益双包层二维阵列光纤，其特征在于所述光纤外包层材料为单一组分玻璃或多组分软玻璃或高分子塑料。

6.如权利要求1～5任一项所述的高增益双包层二维阵列光纤，其特征在于所述光纤内、外包层的横截面是圆形、矩形或D型。

7.如权利要求6所述的高增益双包层二维阵列光纤，其特征在于所述光纤纤芯掺杂高浓度的发光离子，掺杂浓度大于1×10¹⁹ions/cm³。

8.如权利要求7所述的高增益双包层二维阵列光纤，其特征在于所述发光离子为镧系离子、过渡金属离子中一种或几种。

9.权利要求1～8任一项所述的高增益双包层二维阵列光纤的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)加工高增益基质玻璃棒，并把它在惰性气体或氮气气氛保护环境下用光纤拉丝机拉制成0.5～5mm的细棒，拉丝温度范围为650℃～750℃；

(2)在内包层玻璃的端面钻出按所述二维阵列形状排布的且大小一致的细孔，细孔直径大小为0.5～5mm；

(3)把外包层玻璃棒端面钻出与内包层玻璃体形状尺寸一样的孔；

(4)把加工好的纤芯细棒分别插入到内包层玻璃体的阵列孔中后，再把组装好的内包层玻璃体插到外包层玻璃棒中，从而完成整个光纤预制棒的制作，然后把光纤预制棒放到光纤拉丝机中拉制出所需尺寸的双包层二维阵列光纤，此过程同样需要在惰性气体或氮气气氛保护环境下完成。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于步骤(4)中在拉制过程中，组装后的光纤预制棒中间的孔隙需抽成低真空，拉制出的阵列光纤需涂覆高分子塑料作为保护层。